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数据告诉你 夏天越来越热并非错觉

【字体:   2017-09-04 09:23:51   来源: 中国气象报  

处暑之后,我国西北、东北等地陆续启动入秋进程,一场场雨接踵而至,夏天的高温渐渐被遗忘在凉爽秋意中。

“这个夏天比去年热。”“好几年没经历过这么热的夏天了。”——处于或刚刚度过高温热浪的人们在见面时免不了对此发表一些看法。但人们的主观感受符合事实吗?恐怕还需要具体数据来说话。

中国科学院大气物理研究所黄刚研究员团队(第一作者为其博士研究生胡莉梭)基于多套观测和再分析的日气温资料, 采用绝对指数和百分位指数来定义高温日和热浪事件,研究了1960年至2013年中国地区高温天气的变化特征,并定量比较了不同资料之间的异同。新研究成果于近期在《理论与应用气候学》杂志发表,其细致分析所得到的观测事实揭示了高温变化的同时,也为今后理论研究和模式模拟提供了基础。

772个站54年资料,选用绝对指数和百分位指数

——通过高质量数据和新定义方法重新理解高温热浪

夏季即将过去,很多人会将经历过的高温抛之脑后。的确,高温热浪是小概率事件,发生的频次相对来说较少。

然而,一个事实是,据世界气象组织统计,2001年至2010年是自1850 年有全球地表气温测量数据记载以来最热的十年, 比20 世纪的第一个十年(1901年至1910年)增暖了0.88℃。这种显著增暖无疑使得高温天气发生更加频繁,使其引发的伤亡率在各类气象灾害中位居前列。据统计,高温造成的伤亡人数从1991年至2000年的6000人急剧增长到2001年至2010 年的13.6万人。

越来越多的人将目光转到高温研究中,但黄刚团队发现,前人研究指出中国地区高温的时空变化特征存在差异,主要是由于不同研究选择的数据资料、高温指数、研究时段以及研究区域不同造成。而且,持续的高温事件对人类社会影响非常大,但在现有研究中,关注高温持续事件的研究较少。

目前,国际上还没有统一的高温热浪标准。在中国,中国气象局规定日最高气温达到或超过35℃时称为高温,连续数天(3 天以上)的高温天气过程称之为高温热浪。由于中国幅员辽阔,气候差异很大,中国气象局还规定,各省(自治区、 直辖市)可以根据本地天气气候特征规定界限温度值。

黄刚团队在本次研究中, 采用中国气象局的标准作为绝对指数, 即以日最高温度 35℃作为阈值。但考虑到高温热浪的区域性特征以及各地群众适应高温能力的差异, 在采用绝对指数的同时, 还采用了百分位指数, 即以各站点 30年夏季日最高温度序列的第 90 个百分位值作为阈值,达到或超过该阈值时称为高温, 基于此,每个地区均可以当地的高温标准来定义高温。

国家气象信息中心提供的中国地面气候资料日值数据集 (V3.0)有力支撑起这项研究 。黄刚解释, 该数据集经过 严格的数据质量控制, 具有一定的代表性,各要素数据的质量及完整性相对于以往发布的地面同类数据产品明显提高, 各要素数据的实有率普遍在99% 以上,数据的正确率均接近100% 。该数据集的起始时间为1951 年 ,但1960年前站 点数较少,因此选择了1960 年至2013年作为研究时段。“为保证数据的时空一致性 ,我们选取了1960年至2013年间至少50年夏季日最高气温数据无缺测的站 点,共772 个,覆盖了中国的大部分区域。 ”

我国高温天气日趋频繁,变化规律具有空间和时间不均匀性

— —高温热浪特征和发生原因有显著区域性,必须进行细化研究

从数据上看,50多年来, 我国高温的变化情况如何?

黄刚团队发现,中国整体夏季平均高温天气以增多为主,尤其在我国东南地区以及中西部地区增加最为显著。从空间和时间上,其变化规律却并非 “铁板一块” ,而是具有不均匀性。

“ 从长期趋势来看 ,除我国中东部地区以外, 我国其他地区高温热浪均呈显著的增加趋势, 增加最为显著的区 域分布在我国中西部和东部沿海地区。”黄刚说 ,在全球变暖的大背景下 ,高温热浪在我国中东部却存在微弱的减少趋势, 从年代际变化和区域平均时间序列可以看出,中东部的减少趋势主要出现在1990年以前 ,之后中东部表现为增加趋势。

他认为,中东部减少趋势的可能原因主要归结为两个方面:一是该区域气溶胶的增加,大多数的气溶胶将太阳辐射反射回外部空间而具有冷却作用; 二是其冷却趋势可能与平流层温度变化以及对流层和平流层的相互作用有关。

从时间上看, 翔实的数据显示, 近 54 年来我国大部分地区高温热 浪 从 长 期 趋 势来看均呈现增加趋势,但其年际变化和年代际变化具有明显的区域特征, 即在 20世纪 90 年代中期之前, 各区域高温热浪为振荡式增加, 间或存在减少趋势, 而从 20世纪 90 年代末期开始, 各区域高温热浪均迅速增加。

黄刚团队在研究不同资料对高温天气时空分布及变化的表征时, 选取了三套格点资料, 分别为中国地面气温0.5*0.5格点数据集( SURF )资料、 WATCH-Forcing-Data-ERA-Interim( WFDEI )再分析资料 、欧洲中心的ERA-Interim资料。在进行不同资料间对比时 ,他们以SURF资料作为参考,比较WFDEI和 ERA-Interim 两套再分析资料间的异同, 并从中选择可信度较好的资料。

研究发现,不同资料间高温天气空间分布和变化趋势差异大值区主要集中在我国中西部, 包括新疆到甘肃北部及内蒙西部一带、西藏东部地区。“我国的气象观测站在空间分布上有明显的不均匀性,中西部地区站点数量较少,观测数据较为匮乏, 因此数据的不确定性较大。” 黄刚分析说。

“高温热浪作为小概率事件, 其特征和发生原因有显著的区域性, 必须进行细化研究。” 黄刚认为,观测资料的匮乏、 定义指标的不确定性都制约着对该类事件的深入研究。

他告诉记者, 当前, 国际对于高温领域的研究主要集中在以下方面:高温热浪天气学成因的研究,主要侧重于对引发高温天气的主要环流形势和影响系统的研究以及天气学机理研究; 高温热浪气候学背景分析, 充分分析和预测高温天气的变化发展趋势;高温灾害风险评估预警的研究,包括精细化气象服务等。

而根据数值模式模拟的结果,未来几十年,在全球范围内高温热浪天气将变得更强、更频繁、持续更久。

作者: 12_anhuizhan
转载请注明“来源:中国天气网”。
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